Các nhà khoa học tạo liên kết vướng víu 'theo yêu cầu' đầu tiên

Anonim

Các nhà nghiên cứu tại QuTech ở Delft đã thành công trong việc tạo ra sự vướng víu lượng tử giữa hai con chip lượng tử nhanh hơn sự vướng víu bị mất. Thông qua một giao thức vướng víu thông minh mới và bảo vệ cẩn thận sự vướng víu, các nhà khoa học dẫn đầu bởi Giáo sư Ronald Hanson là người đầu tiên trên thế giới cung cấp liên kết lượng tử theo yêu cầu. Điều này mở ra cánh cửa để kết nối nhiều nút lượng tử và tạo ra mạng lượng tử đầu tiên trên thế giới. Kết quả của họ được công bố trên tạp chí Nature.

Bằng cách khai thác sức mạnh của sự vướng víu lượng tử, về mặt lý thuyết có thể xây dựng một mạng lượng tử bất tử để nghe lén. Tuy nhiên, việc thực hiện một mạng lượng tử như vậy là một thách thức thực sự - nó là cần thiết để tạo ra sự vướng víu đáng tin cậy theo yêu cầu, và duy trì nó đủ lâu để truyền thông tin vướng víu đến nút tiếp theo. Cho đến nay, điều này đã vượt ra ngoài khả năng của các thí nghiệm lượng tử.

Các nhà khoa học tại QuTech ở Delft hiện là người đầu tiên tạo ra sự vướng víu trong khoảng cách hai mét trong một phần nhỏ, theo yêu cầu, và duy trì sự vướng víu này đủ lâu để cho phép vướng vào nút thứ ba. "Thách thức bây giờ là người đầu tiên tạo ra một mạng lưới nhiều nút bị vướng víu - phiên bản đầu tiên của internet lượng tử", giáo sư Hanson nói.

Năm 2015, nhóm nghiên cứu của Ronald Hanson là người đầu tiên tạo ra vướng víu lượng tử tồn tại lâu dài trên một khoảng cách dài (1, 3 km), cho phép họ cung cấp đầy đủ bằng chứng thực nghiệm về sự vướng víu lượng tử lần đầu tiên. Thử nghiệm này là cơ sở cho phương pháp tiếp cận hiện tại của họ để phát triển internet lượng tử. Các electron đơn xa trên các chip kim cương bị vướng víu bằng cách sử dụng các photon làm trung gian. Tuy nhiên, thí nghiệm này không có hiệu suất cần thiết để tạo ra một mạng lượng tử thực sự. Hanson nói: "Vào năm 2015, chúng tôi đã thiết lập kết nối mỗi giờ một lần, trong khi kết nối chỉ hoạt động trong một phần nhỏ của giây. Không thể thêm nút thứ ba, hãy để một mình nhiều nút, vào mạng".

Các nhà khoa học hiện đã thực hiện nhiều cải tiến cải tiến cho thử nghiệm. Trước hết, họ đã chứng minh một phương pháp vướng víu mới. Điều này cho phép tạo ra sự vướng víu 40 lần một giây giữa các electron ở khoảng cách hai mét. Đồng tác giả Peter Humphreys nói, "Đây là một ngàn lần nhanh hơn so với phương pháp cũ." Kết hợp với một cách thông minh để bảo vệ liên kết lượng tử từ tiếng ồn bên ngoài, thí nghiệm hiện đã vượt qua ngưỡng quan trọng. Lần đầu tiên, sự vướng víu có thể được tạo ra nhanh hơn nó bị mất.

Thông qua cải tiến kỹ thuật, thiết lập thử nghiệm hiện luôn sẵn sàng cho sự vướng víu theo yêu cầu. Hanson nói, "Cũng giống như trong internet hiện tại, chúng tôi luôn muốn trực tuyến, hệ thống phải vướng vào từng yêu cầu." Các nhà khoa học đã đạt được điều này bằng cách thêm kiểm tra chất lượng thông minh. Humphreys nói, "Những kiểm tra này chỉ mất một phần nhỏ trong tổng thời gian thử nghiệm, trong khi cho phép chúng tôi đảm bảo rằng hệ thống của chúng tôi đã sẵn sàng cho sự vướng víu, mà không có bất kỳ hành động thủ công nào."

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh năm ngoái rằng họ có thể bảo vệ liên kết vướng víu lượng tử trong khi một kết nối mới được tạo ra. Bằng cách kết hợp điều này và kết quả mới của họ, họ đã sẵn sàng để tạo ra mạng lượng tử với hơn hai nút. Các nhà khoa học Delft hiện có kế hoạch nhận ra một mạng lưới giữa một số nút lượng tử. Hanson nói, "Cùng với các đối tác như KPN, chúng tôi muốn kết nối bốn thành phố ở Hà Lan vào năm 2020 thông qua sự vướng víu lượng tử. Đây sẽ là internet lượng tử đầu tiên trên thế giới".

menu
menu